Arduino Mega Sensor Shiled c với cổng COM và giao tiếp I2C c
một cách đơn giản tại mọi thời điểm. Shield Mega Sensor c nguồn cấp riêng biệt từ đ dễ dàng điều khiển các thiết bị như RC Servo cảm biến các thiết bị giao tiếp ngoại vi như Bluetooth Wifi…
Hình 3.4: Arduino Mega Sensor Shield
Hình 3.5: Sơ đồ chức năng các chân của Mega Sensor Shield 3.2.3.Động cơ RC Servo
C 3 loại động cơ thường được d ng để làm các mô hình robot là động cơ DC Servo RC Servo và động cơ bước (Step motor). Đề tài sẽ s dụng động cơ RC Servo để điều khiển Robot vì động cơ RC Servo c phần hồi tiếp trạng thái bằng biến tr được tích hợp ngay bên trong động cơ việc điều khiển được đơn giản h a ch cần duy nhất một chân phát tín hiệu PWM và mô hình này sẽ gần giống với việc s dụng những động cơ Servo
trong công nghiệp dễ dàng ứng dụng thuật toán được xây dựng trong đề tài để phát triển trong công nghiệp.
Tại sao không s dụng động cơ DC Servo và Step Motor? Hai loại động cơ này đều c một điểm khác biệt chung với động cơ RC Servo đ là vị trí Home. Với Động cơ RC Servo do s dụng biến tr cho nên vị trí Home sẽ được đặt tại một mức điện tr cố định. DC Servo và Step Motor sẽ lấy vị trị ngay lúc cấp nguồn là vị trí Home như vậy muốn kiểm soát được tọa độ của cánh tay robot ta phải s dụng thêm các cảm biến công t c hành trình … Như vậy sẽ phải s dụng nhiều hơn các chân vi điều khiển và cồng kềnh trong thiết kế.
DC Servo: phần hồi tiếp trạng thái thông dụng nhất là encoder nhưng với số lượng động cơ lớn đ i hỏi vi điều khiển phải mạnh và yêu cầu về tốc độ x l cao c ng như số lượng vector ng t lớn. Nếu không đáp ứng đủ thì dễ gây tình trạng treo vi điều khiển.
Step Motor: c momen yếu hơn DC Servo và RC Servo thiết kế to và cồng kềnh hay xảy ra tình trạng mất bước và không c phần hồi tiếp tích hợp nên sẽ gây ra sai số trong điều khiển.
Cho nên RC Servo là ph hợp nhất với các mô hình robot di chuyển không bánh xe cấu tạo bên trong của động cơ RC Servo như hình 3.6:
Hình 3.6: Cấu tọa bên trong RC Servo
1. Motor (Động cơ)
2. Electronics Board (Board điện t )
3. Positive Power Wire (Red) (Dây nguồn màu đỏ)
4. Signal Wire (Yellow or White) (Dây tín hiệu thường là màu vàng hoặc màu tr ng)
5. Negative or Ground Wire (Black) (Dây GND đen)
6. Potentiometer (Biến tr )
7. Output Shaft Gear (Trục Bánh r ng đầu ra)
8. Servo Attachment Horn Wheel Arm
9. Servo Case (Vỏ Servo)
10. Integrated Control Chip (Chip điều khiển)
Trong hệ thống này Servo là đáp ứng của một dãy các xung số ổn định. Cụ thể hơn mạch điều khiển là đáp ứng của một tín hiệu số c các xung biến đổi từ 1ms – 2ms. Các xung này được g i đi 50 lần giây. Chú rằng không phải số xung trong một giây điều khiển servo mà là chiều dài của các xung. Servo đ i hỏi khoảng 30 – 60 xung giây. Nếu số này quá thấp độ chính xác và công suất để duy trì servo sẽ giảm. Với độ dài xung 1ms Servo được điều khiển quay theo một chiều (giả s là chiều kim đồng hồ). Với độ dài xung 2ms Servo quay theo chiều ngược lại.
Điều khiển vị trí của trục ra của động cơ bằng cách điều chế độ rộng xung (Hình 3.7)
Hình 3.7: Điều khiển vị trị trục ra của động cơ bằng cách điều chế độ rộng xung
Đề tài sẽ chọn động cơ RC Servo TowerPro MG946R để ph hợp với yêu cầu của cánh tay Robot. RC Servo TowerPro MG946R như hình 3.8:
Bảng 3.3 Thông số hoạt động của RC Servo TowerPro MG946R.
Weight (Trọng lượng) Dimension (Kích thước) Stall torque
Operating speed (Tốc độ hoạt động) Operating voltage (Điện áp hoạt động) Temperature range (Khoảng nhiệt độ)
3.2.4. Module Bluetooth HC- 05
Mạch thu phát Bluetooth HC-05 đã ra chân hoàn ch nh giúp dễ dàng kết nối với các bộ điều khiển hoặc các module khác để truyền phát tín hiệu.
Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của Module Bluetooth HC-05
Điện áp hoạt động Baudrate
Dải tần s ng hoạt động D ng điện